JP2007265689A - バックライト - Google Patents
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Abstract
【課題】厚さ方向に大型化させることなく、十分な色混合が可能であり、しかも、発光面で均一照度の光を得ることができるバックライトを提供する。
【解決手段】各色のLED10R,10G,10Bからの出射光を混合するための導光路を筐体2の背面板2aに沿った奥行き方向に形成することにより、バックライト1を厚さ方向に大型化させることなく、均質な所望色温度の光(例えば、白色光)を色混合によって生成するに十分な導光路を確保する。そして、十分に色混合された導光板21からの出射光を、切欠部22bを備えた反射板22の作用によって例えば異なる2方向に指向させることにより、空気層23で広範囲に放射させる。これにより、発光面9aにおいて、均一に色混合された所定色温度の均一照度の光を得ることができる。
【選択図】図1
【解決手段】各色のLED10R,10G,10Bからの出射光を混合するための導光路を筐体2の背面板2aに沿った奥行き方向に形成することにより、バックライト1を厚さ方向に大型化させることなく、均質な所望色温度の光(例えば、白色光)を色混合によって生成するに十分な導光路を確保する。そして、十分に色混合された導光板21からの出射光を、切欠部22bを備えた反射板22の作用によって例えば異なる2方向に指向させることにより、空気層23で広範囲に放射させる。これにより、発光面9aにおいて、均一に色混合された所定色温度の均一照度の光を得ることができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、発光色の異なる複数種類の発光ダイオード等の発光素子を光源として用いたバックライトに関する。
近年、液晶装置等のバックライトにおいては、冷陰極蛍光ランプ等に代えて、複数の発光ダイオード(LED)を光源として用いたバックライトが数多く提案されている。ところで、一般に、LEDは発光色の個体差が大きいため、この種のバックライトでは、複数種類のLEDから出射される光を混合することによって所望の色の光が生成される。
このよう色混合によって所望の光を生成するための技術として、例えば、特許文献1には、R,G,Bの3色のLEDの周囲を反射性を持つ透光性円筒体で囲んだ導光体ブロックを光反射板上に配列し、各LEDからの出射光を透光性円筒体で内部反射させることにより白色混合させる技術が開示されている。
特開2005−339822公報
しかしながら、上述の特許文献1に開示された技術において、各LEDからの光線を十分に混合させるためには透光性円筒体の高さを高くする必要があるため、バックライトが厚さ方向に大型化する傾向にある。また、この種のバックライトは、各導光体ブロック間での光量が不足しがちな傾向にあり、発光面で均一な照度を得ることが困難であった。
本発明は、厚さ方向に大型化させることなく、十分な色混合が可能であり、しかも、発光面で均一照度の光を得ることができるバックライトを提供することを目的とする。
本発明は、前面が開口された扁平な筐体と、前記筐体の開口部に設定された発光面と、発光色の異なる複数種類の光源と、複数種類の前記各光源からの光を入射して色混合させる導光路を前記筐体の背面に沿った奥行き方向に形成するとともに、前記導光路で色混合した光を空気層で放射させて前記発光面に導く導光手段とを具備したことを特徴とする。
本発明のバックライトによれば、厚さ方向に大型化させることなく、十分な色混合が可能であり、しかも、発光面で均一照度の光を得ることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図1乃至図3は本発明の第1の実施形態に係わり、図1はバックライトの分解斜視図、図2はバックライトの要部断面図、図3はLEDからの出射光の挙動を模式的に示す説明図である。
図1,2に示すバックライト1は、例えば、液晶テレビ等に好適なバックライトであり、このバックライト1は、前面が開口した扁平な略箱形形状の筐体2を有する。この筐体2は、例えば、矩形の背面板2aと、当該背面板2aの各辺に立設する側壁2bとが射出成形によって一体形成された樹脂成型品で構成されている。
この筐体2の内部には、例えば、発光色の異なる複数種類の発光ダイオード(LED)を光源として白色光を生成する複数組(例えば、4組)のLEDモジュール5が、筐体2の長手方向に沿って等間隔毎に配設されている。
また、筐体2には、例えば、矩形の開口部6aが開口するベゼル6が前面側から冠設されている。筐体2とベゼル6との間には、例えば、平面略矩形形状をなす拡散板7と、前面側に拡散シート9を貼着した平面略矩形形状のレンズシート8とが、背面側から順に重畳させた状態で挟持されている。そして、ベゼル6の開口部6aから外部に露呈する拡散シート9上の領域が、発光面9aとして設定されている。
LEDモジュール5は、例えば、R,G,Bの3色のLED10R,10B,10Gを光源として有する光源ユニット15と、この光源ユニット15から供給される各色の光線を混合して発光面9aに導く導光手段としての導光ユニット20とを備えて要部が構成されている。
各光源ユニット15は、例えば、筐体2の長手方向の側壁2b間に保持される細長な短冊状のLED基板16上に、R,G,B各色を1組とする2組の各LED10R,10B,10Gが実装されて要部が構成されている。
ここで、例えば、筐体2の長手方向の各側壁2bの内面には、互いに対向する一対の基板保持溝3aが各LEDモジュール5にそれぞれ対応して等間隔毎に設けられている。これら各基板保持溝3aは、筐体2の前面側から背面側(背面板2a)に向けて垂下されており、各光源ユニット15は、各対の基板保持溝3aにLED基板16の両端部が挿入されることにより、各LED10R,10G,10Bの各光軸が筐体2の背面板2aに沿った奥行き方向に指向した状態で保持される。
各導光ユニット20は、例えば、その厚さが筐体2の深さよりも十分に薄く形成された細長な略直方体形状をなす導光板21と、中途が櫛歯状に切り欠かれた平板状の反射板22とを備えて要部が構成されている。
ここで、例えば、筐体2の長手方向の各側壁2bの内面には、各基板保持溝3aの近傍で互いに対向する一対の導光板保持溝3bが各LEDモジュール5に対応してそれぞれ設けられている。これら各導光板保持溝3bは、筐体2の前面側から背面側(背面板2a)に向けて垂下されており、各導光板21は、各対の導光板保持溝3bに両端部が挿入されることによって筐体2に保持される。これにより、導光板21の入射面21aには、光源ユニット15の各LED10R,10G,10Bの出射面が当接され、各色の光が入射される。また、導光板21は、各LED10R,10G,10Bから入射される各色の光線を混合するための導光路を、筐体2の背面板2aに沿った奥行き方向(具体的には、筐体2の奥行き方向に平行な方向)に形成する。さらに、導光板21は、拡散板7との間に空気層23を形成する。
また、例えば、筐体2の長手方向の各側壁2bの内面には、各導光板保持溝3bの近傍で互いに対向する一対の反射板保持溝3cが各LEDモジュール5に対応してそれぞれ設けられている。これら各反射板保持溝3cは、筐体2の前面側から背面側(背面板2a)に向けて延設されており、各反射板22は、各対の反射板保持溝3cに両端部が挿入されることにより、導光板21の出射面21bに反射面22aが対向した状態で筐体2に保持される。
ここで、図2に示すように、反射板22の反射面22aは、導光板21の出射面21bから所定距離離間して対向されている。また、反射板22に等間隔毎に設けられた切欠部22bを通じて、出射面21bの一部は、隣接するLEDモジュール5側に露呈されている。
このような構成において、図3に示すように、光源ユニット15の各LED10R,10G,10Bから導光板21に入射された各色の光は、各々が全反射を繰り返しながら導光路を進行する過程で互いに混合された後、出射面21bから出射する。
そして、出射面21bからの出射光は、反射板22の作用により、空気層23で広範囲に放射された後、発光面9aに導かれる。すなわち、出射面21bからの出射光のうち、反射板22の反射面22aに指向して出射された光線は、反射面22aで反射された後、空気層23を経て拡散板7に入射される。その一方で、反射板22の切欠部22bに指向して出射された光線は、そのまま、空気層23を経て拡散板7に入射される。
このような実施形態によれば、各色のLED10R,10G,10Bからの出射光を混合するための導光路を筐体2の背面板2aに沿った奥行き方向に形成することにより、バックライト1を厚さ方向に大型化させることなく、均質な所望色温度の光(例えば、白色光)を色混合によって生成するに十分な導光路を確保することができる。そして、十分に色混合された導光板21からの出射光を、切欠部22bを備えた反射板22の作用によって例えば異なる2方向に指向させることにより、空気層23で広範囲に放射させることができる。従って、発光面9aにおいて、均一に色混合された所定色温度の均一照度の光を得ることができる。
次に、図4乃至図6は本発明の第2の実施形態に係わり、図4はバックライトの分解斜視図、図5はバックライトの要部断面図、図6はLEDからの出射光の挙動を模式的に示す説明図である。なお、本実施形態においては、切欠部22bを備えた櫛歯状の反射板22に代えて、複数の反射板を導光板21の出射面21bに対向配置した点が上述の第1の実施形態と主として異なる。その他、同様の構成については、同符号を付して説明を省略する。
図4,5に示すように、本実施形態において、各導光ユニット20は、反射板として、例えば、平面略矩形形状をなし反射面35aが導光板21の出射面21bに対して例えば10度傾斜した状態で対向する第1の反射板35と、平面略矩形形状をなし反射面36aが出射面21bに対して例えば30度傾斜した状態で対向する第2の反射板36とを有する。
ここで、例えば、筐体2の長手方向の各側壁2bの内面には、各導光板保持溝3bの近傍で互いに対向する一対の第1の反射板保持溝33aと第2の反射板保持溝33bがそれぞれLEDモジュール5に対応して設けられている。本実施形態において、各第1の反射板保持溝33aは、筐体2の前面側から背面側に向けて例えば80度の俯角で側壁2bの中途まで延設されており、各第1の反射板35は、各対の第1の反射板保持溝33aに両端部が挿入されることにより、導光板21の出射面21bに反射面35aが10度傾斜した状態で筐体2に保持される。また、各第2の反射板保持溝33bは、筐体2の前面側から背面側に向けて例えば60度の俯角で延設されており、各第2の反射板36は、各対の第2の反射板保持溝33bに両端部が挿入されることにより、導光板21の出射面21bに反射面36aが30度傾斜した状態で筐体2に保持される。ここで、図5に示すように、反射面36aは、第1の反射板35と背面板2aとの間隙を通じて出射面21bに対向される。
このような構成において、図6に示すように、導光板21の出射面21bから出射された光は、第1,第2の反射板35,36の各反射面35a,36aにより、互いに異なる方向に反射され、空気層で広範囲に放射された後、発光面9aに導かれる。
これにより、本実施形態においても、上述の第1の実施形態と同様、バックライト1を厚さ方向に大型化させることなく、発光面9aにおいて、均一の色混合された所定色温度の均一照度の光を得ることができるという効果を奏する。
なお、導光板21の出射面21bに対向させる反射板の数は2枚に限定されるものではなく、3枚以上の反射板を互いに異なる角度で出射面21bに対向させても良い。
次に、図7乃至図9は本発明の第3の実施形態に係わり、図7はバックライトの分解斜視図、図8はバックライトの要部断面図、図9はLEDからの出射光の挙動を模式的に示す説明図である。なお、本実施形態においては、筐体2の奥行き方向に平行な導光路を形成する導光板21に代えて、筐体2の奥行き方向に対して導光路を所定仰角で傾斜させる導光板を用いるとともに、反射板22を廃止した点が上述の第1の実施形態に対して主として異なる。その他、同様の構成については、同符号を付して説明を省略する。
図7,8に示すように、本実施形態において、各LEDモジュール5は、互いに対向配置される第1,第2の光源ユニット50,51と、これら各光源ユニット50,51に対応する導光路をそれぞれ形成する導光手段として第1,第2の導光板52,53とを有する。
第1,第2の光源ユニット50,51は、例えば、筐体2の長手方向の側壁2b間に保持される細長な短冊状のLED基板16上に、R,G,Bの各色を1組とする2組の各LED10R,10G,10Bが実装されて要部が構成されている。
ここで、例えば、筐体2の長手方向の各側壁2bの内面には、互いに対向する一対の第1の基板保持溝55aと第2の基板保持溝55bが各LEDモジュール5に対応して等間隔毎に設けられている。各第1の基板保持溝55aは、筐体2の前面側から背面側に向けて所定俯角で延設されており、各第1の光源ユニット50は、対向する各対の第1の基板保持溝55aにLED基板16の両端部が挿入されることにより、各LED10R,10G,10Bの光軸を筐体2の背面板2aに対して所定仰角傾斜させた状態で保持される。また、各第2の基板保持溝55bは、筐体2の前面側から背面側に向けて第1の基板保持溝55aとは対称な所定俯角で延設されており、各第2の光源ユニット51は、対向する各対の第2の基板保持溝55bにLED基板16の両端部が挿入されることにより、各LED10R,10G,10Bの光軸を筐体2の背面板2aに対して所定仰角傾斜させた状態で保持される。
第1,第2の導光板52,53は、基部側から先端部側にかけて先細りの断面略楔形状をなす光学部材で構成され、その基端面が入射面52a,53aとして設定されているとともに、先端面が出射面52b,53bとして設定されている。また、第1,第2の導光板52,53の基部側には、互い違いの位置に切欠部52c,53cが設けられており、これら切欠部52c,53cを通じた嵌合によって、第1,第2の導光板52,53の基部側は互いに連結されている。
ここで、例えば、筐体2の長手方向の各側壁2bの内面には、第1,第2の基板保持溝55a,55bで挟まれた位置で互いに対向する一対の導光板保持溝55cが、各LEDモジュール5に対応してそれぞれ設けられている。これら各導光板保持溝55cは、筐体2の前面側から背面側に向けて垂下されており、各第1,第2の導光板52,53は、一体に連結された状態で、各対の導光板保持溝55cに両端部が挿入されることによって筐体2に保持される。これにより、第1の導光板52の入射面52aには、光源ユニット50の各LED10R,10G,10Bの出射面が当接され、各色の光が入射される。同様に第2の導光板53の入射面53aには、光源ユニット51の各LED10R,10G,10Bの出射面が当接され、各色の光が入射される。また、第1の導光板52は、各LED10R,10G,10Bから入射される各色の光線を混合するための導光路を、筐体2の背面板2aに沿った奥行き方向に対して所定仰角傾斜させて形成する。同様に、第2の導光板53は、各LED10R,10G,10Bから入射される各色の光線を混合するための導光路を、筐体2の背面板2aに沿った奥行き方向に対して所定仰角傾斜させて形成する。すなわち、第2の導光板53は、第1の導光板52による導光路と交叉する導光路を筐体2内に形成する。また、第1,第2の導光板52,53は、その出射面52b,53bを発光面9aに対してそれぞれ所定角度で傾斜対向させる。さらに、第1,第2の導光板52,53は拡散板7との間に空気層23を形成する。
このような構成において、図9に示すように、第1,第2の光源ユニット50,51の各LED10R,10G,10Bから第1,第2の導光板52,53にそれぞれ入射された各色の光は、各々が全反射を繰り返しながら導光路を進行する過程で互いに混合された後、出射面52b,53bから出射する。そして、各出射面52b,53bが傾斜しているため、これらからの各出射光は空気層23で広範囲に放射された後、発光面9aへと導かれる。
このような実施形態によれば、各色のLED10R,10G,10Bからの出射光を混合するための導光路を筐体2の背面板2aに沿った奥行き方向に対して所定仰角傾斜させて形成することにより、バックライト1を厚さ方向に大型化させることなく、均質な所望の色温度の光を色混合によって生成するに十分な導光路を確保することができる。そして、十分に色混合された第1,第2の導光板52,53からの光を、発光面9aに対して互いに異なる方向に傾斜する出射面52b,53bから出射させることにより、空気層23で広範囲に放射させることができる。従って、発光面9aにおいて、均一に色混合された所定色温度の均一照度の光を得ることができる。
この場合において、特に、各導光板52,53を断面略楔形状に形成することにより、導光路を十分に確保しつつ、効率的にバックライト1の薄型化を実現することができる。
1…バックライト、2…筐体、2a…背面板、5…LEDモジュール、9a…発光面、10R,10G,10B…発光ダイオード(光源)、15…光源ユニット、20…導光ユニット(導光手段)、21…導光板、21a…入射面、21b…出射面、22…反射板、22a…反射面、22b…切欠部、23…空気層、35…第1の反射板、35a…反射面、36…第2の反射板、36a…反射面、50…第1の光源ユニット、51…第2の光源ユニット、52…第1の導光板、52a…入射面、52b…出射面、53…第2の導光板53a…入射面、52b…出射面、52c…切欠部
Claims (5)
- 前面が開口された扁平な筐体と、
前記筐体の開口部に設定された発光面と、
発光色の異なる複数種類の光源と、
複数種類の前記各光源からの光を入射して色混合させる導光路を前記筐体の背面に沿った奥行き方向に形成するとともに、前記導光路で色混合した光を空気層で放射させて前記発光面に導く導光手段とを具備したことを特徴とするバックライト。 - 前記導光手段は、前記筐体の奥行き方向に対して平行な導光路を形成する導光板と、
前記導光板の出射面に対向する反射手段とを具備することを特徴とする請求項1記載のバックライト。 - 前記反射手段は、櫛歯状の切欠を有する反射板であることを特徴とする請求項2記載のバックライト。
- 前記反射手段は、前記導光板の出射面に対して互いに異なる角度で対向する複数の反射板であることを特徴とする請求項2記載のバックライト。
- 前記導光手段は、前記筐体の奥行き方向に対して所定仰角で傾斜する導光路を形成するとともに、出射面が前記発光面に対して所定角度で傾斜する導光板であることを特徴とする請求項1記載のバックライト。
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JP2006086522A JP2007265689A (ja) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | バックライト |
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JP2009193669A (ja) * | 2008-02-12 | 2009-08-27 | Hitachi Ltd | 液晶ディスプレイ機器 |
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2006
- 2006-03-27 JP JP2006086522A patent/JP2007265689A/ja active Pending
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